Prędkość światła

(1)

Prędkość światła

(2)

Najstarsze pomysły…

1629 - Isaac Beeckman

(błysk działa odbity w oddalonym lustrze)

1638 - Galileusz

(czas przelotu światła latarni od eksperymentatora do pomocnika i z powrotem - nieudany eksperyment we Florencji w 1667 r.)

1676 – Römer

(obserwacja czasu zaćmienia księżyca Jowisza Io –

prędkość światła jest skończona!)

(3)

Olaf (Ole) Roemer (1644-1710)

Philosophical Transactions of the Royal Society No. 136; June 25, 1677

http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Chem-History/Roemer-1677/Roemer-1677.html

Demonstration tovchant le mouvement de la lumiere trouvé

par M. Römer de l' Academie Royale des Sciences December 7, 1676

Warto sięgnąć:

A. Wróblewski, Am. J. Phys. 53, 620 (1985) J. H. Shea, Am. J. Phys. 66, 561 (1998)

(4)

Eksperyment Fizeau (1849)

Lmn c

mn c

L t nm

nm f

4 2

1 2

1 



L = 8633 m

m = 720 zębów

Pierwsza ciemność: n = 12.86 obrotów/s c = 315300 km/s

A. Wróblewski, J. Zakrzewski, Wstęp do fizyki

(5)

Foucault (1862)

L = 20 m

x = 0,7 mm

Zwierciadło:

500

obrotów/s

(6)

Prędkość światła w powietrzu…

laser

oscyloskop

t

L

detektor

zwierciadło

(7)

Prędkość fali elektromagnetycznej w kablu koncentrycznym

oscyloskop

t

L

₂

L

₁

 L=L

₂

-L

₁

C=  L/  t

generator impulsów

(8)

Doświadczenie Fizeau na płynącej wodzie

zwierciadło

zwierciadło płytka

światłodzieląca

płytka

światłodzieląca płynąca woda

obraz interferencyjny

(9)

Prędkość światła względem układu LAB:

a) V₊ w przypadku gdy prędkość światła i wody ma ten sam zwrot:

b) V_- w przypadku prędkość światła i wody ma przeciwny zwrot:

Różnica prędkości światła pod prąd i z prądem wody…

Prędkość światła w nieruchomej wodzie wynosi w = c/n

gdzie, c – prędkość światła w próżni, n - współczynnik załamania wody



 

 







 

 2

2

1 1

1

V n n c

c n V c n V c V



 

 







 

 2

2

1 1

1

V n n c

c n V c n V c V

Różnica prędkości z prądem i pod prąd:

V – prędkość wody



 

 



 _

 2

1 1 2V n V

V

(10)

Prędkość światła w próżni

(17 Conference Generale des Poids et Mesures, 1983)

c = 299 792 458 m/s

 3·10

⁸

m/s

 przybliżeniu stopa/ nanosekundę

1 m = odległość jaką światło przebywa w próżni w ciągu 1/299 792 458 sekundy.

1 s = czas trwania 9 192 631 770 okresów

promieniowania odpowiadającego przejściu pomiędzy dwoma poziomami struktury nadsubtelnej stanu

podstawowego

²

S

_1/2

atomu

¹³³

Cs

http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/

Bureau International des Poids et Mesures